- 3D 바이오프린팅 및 인공지능 기술 융합…국제적 학술지 ’어드밴스드 사이언스’에 논문 게재

재생의료 전문기업 티앤알바이오팹(246710)이 국내 연구진과의 공동연구를 통해 3D 바이오프린팅과 인공지능(AI) 기술을 융합한 환자 맞춤형 종양 오가노이드를 개발했다고 31일 밝혔다.

UNIST(울산과학기술원), 서울아산병원, 티앤알바이오팹 등으로 구성된 공동연구팀은 기존 암 모델 한계를 극복하고, 개별 환자의 암 특성과 치료 반응성을 정밀하게 예측할 수 있는 시스템을 구축하는 데에 성공했다. 본 연구결과는 국제적 학술지인 어드밴스드 사이언스(Advanced Science, 임팩트 팩터 15.1)에 게재됐다.

회사 측은 이번 연구가 3D 바이오프린팅과 AI 기술의 융합이 맞춤형 암 치료 분야에서 실질적인 혁신을 이룰 수 있음을 입증한 성과라고 설명했다. 또한 본 연구가 정밀의료 및 차세대 암 치료 기술 발전에 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다고 덧붙였다.

기존 환자 유래 장기 유사체 배양 방식은 종양 미세환경의 복잡성을 충분히 반영하지 못해 환자 간 종양 특성 차이를 정밀하게 분석하는 데 어려움이 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 3D 바이오프린팅 기술을 활용해 방광암과 대장암 환자의 종양 특성을 더 정확히 모사할 수 있는 모델을 개발했다.

이 기술은 3D 바이오프린팅 기술을 통해 균일한 크기와 형태의 종양 오가노이드를 배열하고, 실제 암 조직과 유사한 기질 강성(약 7.5kPa)과 저산소 환경을 재현함으로써 환자 개개인의 암 특성을 보다 정확히 모사할 수 있도록 설계됐다. 또한 종양 특이적 단백질(CEACAM5)의 발현 패턴을 반영해 환자 간 종양 특성 차이를 정확히 가려낼 수 있으며, 항암제인 5-플루오로유라실(5-FU)에 대한 반응성을 예측하는 데에도 활용될 수 있다.

연구팀은 더 나아가 3D 바이오프린팅으로 생성된 종양 오가노이드 이미지 데이터를 머신러닝 알고리즘으로 분석해 환자의 암 특성을 자동으로 분류하는 AI 기반 시스템도 개발했다. 이를 통해 별도의 형광 염색이나 유전자 분석 없이 빠르고 정확한 암 특성 평가가 가능해졌다는 설명이다. 연구팀은 향후 면역세포와 혈관 구조 등 종양 미세환경을 더 정교하게 모델링해 환자 맞춤형 치료 전략 개발에 기여한다는 계획이다.

이번 연구를 주도한 UNIST 바이오메디컬공학과 강현욱 교수는 “이번 기술은 개별 환자의 암 특성을 더욱 정밀하게 분석하고, 최적의 치료 전략을 제시할 수 있는 맞춤형 의료 모델로서 큰 의미를 갖는다”며 “향후 더 다양한 종양 연구 및 치료제 개발에 적용할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

끝.